[1]祁萬虎,王大輝,陳懷敬,等.硫酸氫鉀焙燒法回收NCM622正極材料中金屬的研究[J].中國材料進展,2024,43(05):374-379.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.202307012]
QI Wanhu,WANG Dahui,CHEN Huaijing,et al.Study on Extraction of Metal from NCM622 Cathode Material by Potassium Bisulfate Roasting[J].MATERIALS CHINA,2024,43(05):374-379.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.202307012]
點擊復制
硫酸氫鉀焙燒法回收NCM622正極材料中金屬的研究(
)
中國材料進展[ISSN:1674-3962/CN:61-1473/TG]
- 卷:
-
43
- 期數:
-
2024年第05期
- 頁碼:
-
374-379
- 欄目:
-
- 出版日期:
-
2024-05-30
文章信息/Info
- Title:
-
Study on Extraction of Metal from NCM622 Cathode Material by Potassium Bisulfate Roasting
- 文章編號:
-
1674-3962(2024)05-0374-06
- 作者:
-
祁萬虎; 王大輝; 陳懷敬; 賈鵬升; 武國真
-
1. 蘭州理工大學 省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730050
2. 蘭州理工大學理學院，甘肅 蘭州 730050
- Author(s):
-
QI Wanhu; WANG Dahui; CHEN Huaijing; JIA Pengsheng; WU Guozhen
-
1. State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Nonferrous Metals, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China
2. College of Science, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China
-
- 關鍵詞:
-
退役鋰離子動力電池; LiNi06Co02Mn02O2; KHSO4; 焙燒; 金屬回收
- Keywords:
-
spent lithium-ion power batteries; LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2; KHSO4; roasting; metal recycling
- 分類號:
-
TF803;TQ09
- DOI:
-
10.7502/j.issn.1674-3962.202307012
- 文獻標志碼:
-
A
- 摘要:
-
高鎳三元正極材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)因具有良好的可逆容量、好的化學穩定性等優點，近年來在高能量密度的新能源汽車車用電池中獲得了產業化應用。針對新能源汽車退役動力電池正極材料NCM622中的有價金屬Li，Ni，Co，Mn的高效回收，提出了一種采用NCM622與硫酸氫鉀(KHSO4) 混合后焙燒，然后水浸出提取金屬元素的新型工藝，并研究了焙燒過程金屬元素賦存形式的演變規律及焙燒工藝條件對金屬提取率的影響。研究結果表明：NCM622和KHSO4的混合物在600 ℃焙燒0.5 h后，Li，Ni，Co，Mn元素賦存形式不再以LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2存在，而是轉變為LiKSO4和Ni，Co，Mn的氧化物或硫酸鹽。焙燒產物中Ni，Co，Mn傾向于以低價態+2價形式存在。當NCM622與KHSO4的混合質量比為1∶4.63時，經過焙燒-水浸，Li，Ni，Co，Mn元素的浸出率分別為99.93%，97.97%,98.36%，97.13%。
- Abstract:
-
In recent years, the ternary cathode material LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622) with high nickel content has been industrialized in high energy density new energy vehicle batteries due to its excellent reversible capacity and chemical stability. In view of the efficient recovery of valuable metals Li, Ni, Co, Mn in the cathode material NCM622 of retired power batteries for new energy vehicles, this paper proposes a new process that uses NCM622 and potassium bisulfate (KHSO4) to mix and roast, and then water leaching to extract metal elements from the spent lithium ion power batteries. The research results show that after the mixture of NCM622 and KHSO4 is roasted at 600 ℃ for 0.5 hours, Li, Ni, Co, and Mn elements are no longer exist in the form of LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, but transformed into LiKSO4, and the oxide or sulfate forms of Ni, Co, and Mn. Ni, Co, and Mn elements in the calcined products tend to exist in low valence states. When the mixed mass ratio of NCM622 and KHSO4 is 1∶4.63, the extraction rates of Li, Ni, Co, and Mn elements are 99.93%, 97.97%, 98.36%, and 97.13% after roasting and water leaching,respectively.
參考文獻/References:
[1].EI X，EN L，IAN G Y．，，．https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=LeQIq0pPraN7z56UFBXYmp5cqSpFXzXCPHl8LWp24vFLK16mbsfnDnrsU74Sa1UvaessSXbQNayqPBViVTdRfeB7IfsQ4-6ZkbyhMG8or894Zp8pKM81BFBaVn74SXWO&uniplatform=NZKPT．
[2].尚建壯，李曄．化學工業[J]，2023，41(1)17-23．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/2031210881949．
[3].HANG J Z，LI Y．Chemical Industry，023，41(1)17-23．
[4].鄭雪芹．汽車縱橫[J]，2023，(2)：114-115．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/2031182589744．
[5].HENG X Q．Auto Review[J]，2023，(2)：114-115．
[6].袁小晶，馬哲，李建武．中國礦業[J]，2019，28(8)：61-65．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203699205763．
[7].UAN X J，MA Z，LI J W．China Mining Magazine [J]，2019，28(8)：61-65．
[8].NATARAJAN S，ARAVINDAN V．Advanced Energy Materials[J]，2018，8(33)：1802303．https://sci-hub.ru/10.1002/aenm.201802303．
[9].郝雅卓，胡娟，常麗娟等．四川大學學報(自然科學版)[J]，2021，58(4)：143-148．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/2031041399341．
[10].AO Y Z，HU J，CHANG L J，et al．Journal of Sichuan University(Natural Science Edition)[J]，2021，58(4)：143-148．
[11].，，．，，：．https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C44YLTlOAiTRKibYlV5Vjs7iy_Rpms2pqwbFRRUtoUImHcTuZZtmwuOMTGFGDPigWmQBSnV5OVQ6qOAsQyEtIy9Y&uniplatform=NZKPT
[12].U T，WANG G G，LIU B R，et al．，，：．
[13].．[D]．北京：北京化工大學，2019．
[14].KONG D P．Research on recycling and reusing technology of ternary anode materials for waste lithium-ion batteries[D]eijing：Beijing University of Chemical Technology，2019．
[15].GAROLE D J，HOSSAIN R，GAROLE V J，et al．Chemsuschem[J]，2020，13(12)：3079-3100.https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203898206550．
[16].胡貽僧．山東化工[J]，2021，50(5)：128-128,138.https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/2031026620604．
[17].HU Z Y．Shandong Chemical Industry[J]，2021，50(5)：128-128,138.
[18].HENG X H，U Z W，LIN X，et al．ngineering[J]，018，(3)：361-370．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203296413765．
[19].SETHURAJAN M，VAN E，FONTANA D，et al．Critical Reviews In Environmental Science and Technology[J]，2019，49(3)：212-275．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203670381947．
[20].劉磊，費子桐，董鵬等．有色金屬(冶煉部分)[J]，2021，(4)：22-27．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/2031028384585．
[21].IU L，FEI Z T，DONG P，et al．Non-ferrous Metal(Extractive Metallurgy)[J]，2021，(4)：22-27．
[22].LIU P H，XIAO L，HEN Y F，et al．Journal of Alloys and Compounds[J]，2019，783：743-752．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203455446953．
[23].HU W，ZHANG Y L，CHEN X，et al．Journal of Power Sources[J]，2020，449：227567．https://sci-hub.ee/10.1016/j.jpowsour.2019.227567．
[24].FU Y P，HE Y Q，LI J L，et al．Journal of Alloys and Compounds[J]，2020，47(2)：156489．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203955609451．
[25].，，．，，：．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203572640317
[26].LI J B，，，．，，
[27].SOHN JR．CATALYSIS SURVEYS FROM ASIA[J]，2004，8(4)：249-263．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203435334190．
[28].LORENZ P，FINSTER J，WENDT G，et al．Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena[J]，1979，16(4)：267-276．https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203141406187．
[29].PARK S，KIM D，KU H，et al．Electrochimica Acta[J]，2019，296：814-822．https://sci-hub.ru/10.1016/j.electacta.2018.11.001．
[30].OKAZAKI N，OSADA S，TADA A． Applied Surface Science[J]，1997，121：396-399．https://sci-hub.ru/10.1016/s0169-4332(97)00342-5．
[31].NGALA J K，CHERNOVA N A，MA M M，et al．Journal of Materials Chemistry[J]，2004，14(2)：214-220.https://lib.lut.edu.cn/asset/detail/0/203438538463．
[32]. 稀有金屬快報 Vol.34， No.10
備注/Memo
- 備注/Memo:
-
收稿日期：2023-07-15修回日期：2023-09-04
基金項目：國家自然科學基金項目(51864032)；沈陽材料科學國家(聯合)實驗室有色金屬加工與再利用國家重點實驗室聯合基金項目(18LHZD002)
第一作者：祁萬虎，男，1996年生，碩士研究生
通訊作者：王大輝，男，1972年生，教授，博士生導師，
Email:wangdh@lut.edu.cn
更新日期/Last Update:
2024-04-28